double arrow

Мультивибраторы


Мультивибратор - релаксационный генератор, представляющий собой двухэлементный усилитель с ёмкостной связью, выход которого соединен с входом. При этом образуется замкнутая цепь с положительной обратной связью.

Различают два вида мультивибраторов: автоколебательные (не обладающие состоянием устойчивого равновесия) и ждущие (обладающие состоянием устойчивого равновесия, при выходе из которого сначала переходят в другое устойчивое состояние, а затем самопроизвольно возвращаются в первоначальное состояние).

Колебательный процесс в автоколебательном мультивибраторе происходит вследствие поочередного накопления энергии в соответствующих конденсаторах от источника питания и в последующей их разрядке через цепи транзисторов.

Пусть симметричный автоколебательный транзисторный мультивибратор собран из сходных элементов: транзисторов VТ1 и VТ2. резисторов с сопротивлениями RК1=RК2=RК , RБ1=RБ2=RБ и конденсаторов с ёмкостями С12; RК << RБ (рис. 4.15, а).

Так же, как и в триггере, транзисторы в мультивибраторе работают в ключевом режиме. Мультивибратор имеет два состояния квазиравновесия: в одном их них транзистор VT1 открыт током базы іБ = іRБ + iС1 и находится в состоянии насыщения, а транзистор VT2 закрыт (находится в состоянии отсечки). Каждое из этих состояний квазиравновесия неустойчиво, так как отрицательный потенциал на базе закрытого транзистора VT1 по мере зарядки конденсатора С2 стремится к положительному потенциалу источника питания Uп(зарядка конденсатора C1 идет быстрее, чем разрядка конденсатора С2).




В тот момент, когда этот потенциал станет положительным, состояние квазиравновесия нарушится, закрытый транзистор откроется, открытый закрывается, и мультивибратор переходит в новое состояние квазиравновесия. На выходе формируются почти прямоугольные импульсы uвых при скважности N ≈2 (рис. 4.15,б).

Период колебаний симметричного мультивибратора

В несимметричном мультивибраторе длительность импульса tи напряжения uвых не равна длительности паузы tп.

Мультивибратор, как и другие генераторы с формой напряжения, отличной от синусоидальной, можно собрать на операционном усилителе. В ОУ благодаря большому коэффициенту усиления (Ки = 105... 106) выходное напряжение пропорционально входному только при очень малых входных сигналах (единицы милли- и микровольт). При больших сигналах на входе напряжение uвых может иметь два значения +Uвых и -Uвых (рис. 4.16, а).

Значения uвх, при которых разность uвхuос=0 (uос - напряжение обратной связи),

равны где - коэффициент обратной связи (рис. 4.16, 6, в).

В схеме автоколебательного мультивибратора (рис. 4.16.б) возникает режим самовозбуждения за счет второй обратной связи через R3С-звено.



Предположим, что в момент t1. (рис. 4.16, в) напряжение uвых изменилось скачком с -Uвых до +Uвых Конденсатор С начинает перезаряжаться током, протекающим через резистор R3 под действием +Uвых , причем напряжение на конденсаторе uС изменяется по экспоненте, стремясь к +Uвых Напряжение uС есть входное напряжение uвх инвертирующего усилителя, и когда в момент t2. оно достигнет значения U2, выходное напряжение ОУскачком изменится с +Uвых на -Uвых. Конденсатор начинает перезаряжаться, стремясь к -Uвых, но, достигнув значения U1 к t3 моменту оно заставляет ОУ инвертировать выходное напряжение на +Uвых. Далее процесс будет повторяться.

Генераторы, основанные на рассмотренном принципе, называют релаксационными. Период колебаний такого мультивибратора

причем t1 = t2. Такой вид колебаний называют меандром.







Сейчас читают про: